O peróxido de hidrogénio (H₂O₂) é um dos produtos químicos mais versáteis no tratamento de águas industriais e de águas residuais. É utilizado principalmente devido às suas fortes propriedades oxidativas e à sua capacidade de desinfetar, descolorir e decompor compostos orgânicos. O peróxido de hidrogénio oferece uma alternativa ecológica a muitos outros produtos químicos, uma vez que se decompõe apenas em água (H₂O) e oxigénio (O₂) sem deixar quaisquer subprodutos nocivos.
A sua vasta gama de aplicações vai desde a oxidação de poluentes, desinfeção de águas de processo, remoção de odores e cor em águas residuais até aplicações especiais como a precipitação e floculação em instalações de PC. precipitação e floculação em instalações de PC ou em Processos de oxidação avançados (POA). O H₂O₂ desempenha um papel central no campo do tratamento de águas industriais, particularmente devido à sua elevada reatividade e compatibilidade ambiental.
Índice
Propriedades químicas do peróxido de hidrogénio
O peróxido de hidrogénio é um composto químico de hidrogénio e oxigénio com a fórmula molecular H₂O₂. Tem as seguintes propriedades caraterísticas:
Estrutura molecular:
- O H₂O₂ é constituído por dois átomos de oxigénio, ligados entre si através de uma ligação de peróxido (O-O), e dois átomos de hidrogénio.
- A ligação de peróxido é relativamente instável e facilmente clivada, o que explica a reatividade química da molécula.
Propriedades físicas:
- Estado físico: Líquido à temperatura ambiente.
- Cor: Incolor.
- Odor: Inodoro.
- Densidade: Dependendo da concentração, aprox. 1,11 g/cm³ (a 30 % de solução de H₂O₂).
- Solubilidade: O H₂O₂ é completamente miscível com água e forma uma solução estável.
Reatividade:
- O peróxido de hidrogénio é um forte agente oxidante capaz de absorver electrões de outras substâncias, oxidando-as.
- A água (H₂O) e o oxigénio (O₂)são produzidos durante a decomposição .
- Esta reação é acelerada por catalisadores, tais como iões metálicos (por exemplo, Fe²⁺, Mn²⁺) ou luz.
Aplicações técnicas do peróxido de hidrogénio na tecnologia da água
1. oxidação de poluentes
O peróxido de hidrogénio é frequentemente utilizado no tratamento da água como agente oxidante para destruir os poluentes dissolvidos ou para os converter numa forma mais facilmente removível:
Redução de metais pesados:
H₂O₂ oxida metais pesados, como o ferro (Fe²⁺ → Fe³⁺) ou o manganês, de modo a que estes precipitem sob a forma de flocos de hidróxido, podendo depois ser removidos por sedimentação ou filtração.Remoção de sulfuretos e nitritos:
As substâncias tóxicas e formadoras de odores são decompostas através da oxidação de compostos de enxofre (S²- em SO₄²-) e de compostos de azoto (NO₂- em NO₃-).Degradação dos compostos orgânicos:
O peróxido de hidrogénio decompõe muitos poluentes orgânicos, como os fenóis, os aldeídos ou os HAP (hidrocarbonetos aromáticos policíclicos), em componentes mais pequenos e menos tóxicos.
Foto: Oxidação de poluentes com radiação UV e peróxido de hidrogénio (processo: ALMA OXI UV)
2. processos de oxidação avançados(POA)
Em combinação com a luz UV ou o ozono (O₃), o peróxido de hidrogénio forma os chamados radicais hidroxilo (OH-), que se encontram entre os agentes oxidantes mais fortes:
Como funciona:
H₂O₂ reage a radicais OH- sob a influência da radiação UV ou do ozono.Aplicações:
- Degradação de micropoluentes, como produtos farmacêuticos e pesticidas.
- Eliminação de corantes e odores.
- Tratamento de água para aplicações de elevada pureza (por exemplo, água desmineralizada ou água ultrapura).
3. desinfeção
O peróxido de hidrogénio é um meio eficaz de desinfetar a água. Ao contrário do cloro ou do ozono, o H₂O₂ não deixa subprodutos tóxicos:
Utilização em circuitos de água de arrefecimento:
Reduz a formação de biofilmes e impede o crescimento microbiano, optimizando assim o desempenho do sistema.Redução de germes na água de processo e na água potável:
O peróxido de hidrogénio é eficaz contra bactérias, vírus e fungos e é utilizado nas indústrias alimentar e farmacêutica para o tratamento higiénico da água.
4. descoloração e redução de odores
Nas águas residuais industriais, por exemplo, da indústria têxtil ou da produção de papel, o peróxido de hidrogénio é utilizado para remover os corantes e neutralizar os odores:
- Descoloração: O H₂O₂ oxida os cromóforos (estruturas que formam a cor) e quebra-os, reduzindo a cor.
- Neutralização de odores: Oxidação de substâncias que provocam odores, como o amoníaco ou compostos de enxofre.
Foto: Estação de dosagem de peróxido de hidrogénio com tabuleiro de recolha de WHG
Vantagens do peróxido de hidrogénio
- Amigo do ambiente: decompõe-se em água e oxigénio sem deixar resíduos nocivos.
- Vasta gama de aplicações: eficaz para muitos poluentes, compostos orgânicos e contaminação microbiana.
- Elevado desempenho de oxidação: Em combinação com AOPs, extremamente eficaz contra impurezas pouco degradáveis.
- Segurança: Quando manuseado corretamente, é menos tóxico do que muitos outros agentes oxidantes, como o cloro.
Desafios na aplicação
- Estabilidade: O peróxido de hidrogénio é sensível aos iões metálicos, à luz e ao calor, que podem provocar a sua decomposição catalítica. O armazenamento estável requer ambientes escuros e frescos e materiais de embalagem adequados (por exemplo, plástico, aço inoxidável).
- Manuseamento: As soluções de H₂O₂ altamente concentradas são corrosivas e podem causar queimaduras ou danos materiais.
- Custos: A utilização em grande escala pode ser dispendiosa devido à dosagem química.
Conclusão
O peróxido de hidrogénio (H₂O₂) é um agente indispensável no tratamento de águas industriais e de águas residuais. A sua versatilidade como agente oxidante, para desinfeção, descoloração e neutralização de odores é impressionante. Especialmente em Processos Avançados de Oxidação (AOPs) o peróxido de hidrogénio prova a sua força através da geração de radicais hidroxilo (OH-), que reduzem eficazmente até os poluentes difíceis de decompor.
Graças à sua decomposição ecológica em água e oxigénio, o H₂O₂ é uma solução sustentável para o tratamento da água. Apesar dos desafios de armazenamento e manuseamento, o peróxido de hidrogénio continua a ser um dos produtos químicos mais importantes na tecnologia moderna da água devido à sua elevada eficiência e compatibilidade ambiental.
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